类金刚石膜对CoCrMo合金摩擦性能的影响

摘要：

目的 研究类金刚石膜(DLC)在不同工况条件下的摩擦性能.方法 使用磁控溅射技术,在CoCrMo合金表面沉积掺杂Cr元素的DLC薄膜.通过X射线衍射能谱和拉曼光谱对DLC膜表面的化学成分进行分析,采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察DLC膜的表面形貌,借助摩擦试验仪测试DLC膜在不同工况条件下的摩擦性能.结果 薄膜表面呈现颗粒状结构,且薄膜表面粗糙度在10 nm左右,物相分析表明,DLC薄膜为非晶化结构.在牛血清白蛋白(BSA)和NaCl溶液润滑条件下,DLC/CoCrMo摩擦副的平均摩擦系数(COF)分别趋于0.08,磨损区域存在少量的刮痕;而在干摩擦条件下,摩擦系数曲线表现出由高到低的变化趋势,平均摩擦系数约为0.21,同时在销磨损表面能观察到石墨化转移层.当接触压力为1 MPa时,平均摩擦系数约为0.10;接触压力增加至8 MPa时,平均摩擦系数约为0.08.结论 润滑条件下,DLC膜表面悬键被钝化,减小其与配副表面之间的相互作用力,因此摩擦系数较低;干摩擦条件下,石墨化转移层充当固体润滑层,最终导致摩擦系数呈现下降趋势.DLC薄膜对摩擦配副具有明显的减摩效果.

关键词：CoCrMo合金、类金刚石膜、结构、摩擦、磨损、转移层

所属期刊栏目：49

分类号：TG174.4;TH117(金属学与热处理)

资助基金：陕西省自然科学基金;博士科研启动基金

在线出版日期：2020-05-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：172-177